水務水利
Water Conservancy
隨著我國經濟發(fā)展以及城市化的發(fā)展,我國對電力的需求急劇增長。這些趨勢促使我國水電站的建設項目不斷增多、建設規(guī)模不斷增加。水電站管道閥門運用得是否合理直接關系著水電站的工作效能,因此研究先進水電站閥門技術、總結閥門維修和保養(yǎng)技術、弄清現有閥門的結構,對提高我國水電站閥門技術具有重要的意義。
1 不同閥門應用于各類水電站系統(tǒng)管道中 。
水電站除了發(fā)電機組以外還需要設計和建設輔助系統(tǒng),輔助系統(tǒng)中閥門應用合理有利于保證發(fā)電機組的高效工作。針對不同的系統(tǒng)管道需要安裝不同類型的閥門,閥門的主要作用是控制氣體和液體的壓力、流速、流動方向等。閥門可以有效避免管道中流體倒流的情況發(fā)生,同時根據工作需要截斷流體、調整流體的流向,或者將管道內的壓力控制在一定范圍內。如果水電站需要泄洪,閥門可以根據工作需要將氣體或液體進行分流和溢流處理。由于實際工作中系統(tǒng)管道的不同功能和所要控制流體類型的不同,它們對閥門的需求也不一樣。
閥門的選擇應當遵循以下原則:第一,閥門的強度和密封性要符合其應用的環(huán)境。根據管道控制的對象(即氣體和液體)選擇具有不同密封性和強度的閥門。由于流體類型的差異,它們在相同環(huán)境中的壓強是不同的。因此閥門的選擇應考慮到強度和密封性。第二,在選擇閥門時應當考慮調節(jié)功能、動作功能是否能滿足水電站工作的需要。第三,在應用閥門時要根據閥門的材料、結構、公稱通徑等特性將其安裝在合適的系統(tǒng)管道內。
根據水電站不同系統(tǒng)管道的需要,選擇相應規(guī)格和功能的閥門。例如:在具有冷卻和潤滑功能的透平油系統(tǒng)、具有控制液體壓力功能的液壓啟閉油氣系統(tǒng)、具有絕緣和散入用途的油系統(tǒng)中三個系統(tǒng)所需要的閥門是不盡相同的,應當根據實際需求選擇合適的閥門。
2 典型閥門在水電站的應用
2.1 截止閥在水電站氣壓系統(tǒng)管道中的應用
水電站氣系統(tǒng)管道對閥門的密封性和強度具有較高的要求,同時截止閥具有較強的密封性、方向性,因此它可以應用于水電站中壓或者低壓氣系統(tǒng)中。它的工作原理是:截止閥中有一個閥瓣,這個閥瓣的形狀呈塞性。閥門的密封面是一個平面或者錐面,當有氣體流經閥門時,閥瓣是沿著氣體的中心線運動的。通過閥瓣的開啟高度可以判斷流量以及閥門的開啟程度。當閥瓣的開啟高度是公稱半徑的1/4時,那么閥門已經開到最大了。該閥門因為構造簡單所以具有成本低、維護和修理便捷的特點。同時它具有較強的密封性能,工作時間長的優(yōu)點。由于水電站氣系統(tǒng)中的管道長度較長,造成管道內氣壓強,截止閥良好的密封性和強度應用于氣系統(tǒng)管道中是非常合適的。但是當流體阻力過大時,開啟或關閉閥門用力較大,因此流體中如果有雜質是不能用該種閥門的。
2.2 圓筒閥在水電站導水系統(tǒng)中的應用。
圓筒閥是應用于水輪機中的進水閘門。它的安裝位置在固定導葉和進水導葉中間,替代傳統(tǒng)系統(tǒng)管道上的蝶閥和球閥。該閥門由于結構較復雜、閥門規(guī)格大、剛度不好的原因,對安裝的條件有較高的要求。由于該閥門在完全關閉時具有很強的密封性,因此在多泥沙的水電站中可以使用,它能防止導水機因泥沙的磨損造成的工作壽命縮短和損壞。
2.3 閘閥在水電站冷卻油系統(tǒng)中的運用。
閘閥由于其在完全關閉時閘板和閥座兩者的密封面是完全密合的,像一面光潔的平板,因此也稱它為閘板閥。由于它具有密封面完全切合的特點,可以有效阻止流體從其中通過。它的閘板是開啟和關閉閥門的部件,流體的流向和其閘板的運動方向是相垂直的,因此該閥門不能調節(jié)流體的流量,只能完全截斷流體,或者是完全打開讓流體經過。當流體的流量較小時,閘閥的關閉和開啟是比較容易的。并且在流體雙向流動時也可以利用閘閥。在完全開啟狀態(tài)下閘閥的密封面不會受到沖蝕,因此該類型閥門應用的范圍較廣泛。但是在關閉狀態(tài)下閥門的密封面容易受到流體沖擊而造成腐蝕,并且該類型的閥門構造較復雜,因此一旦閘閥需要修理,修理的工作將會比較復雜和困難。同時當流量非常大時,閘閥需要較大空間和較長時間進行開閉動作。在水電站油系統(tǒng)中閘閥得到廣泛應用,水電站中對油壓系統(tǒng)的冷卻(推力軸承油系統(tǒng)、水導軸承油系統(tǒng)等)大多利用閘閥對系統(tǒng)管道內的流體進行截流。在使用閘閥時,閥門的開啟程度需要靠閥桿的實際長度判斷,這種判斷往往不是很精確。在開啟閘門時閥門擰轉到最大位置,則為閘閥的完全開啟位置。
2.4 蝴蝶閥在水電站油氣系統(tǒng)的運用
蝶閥的蝶板形似蝴蝶并能旋轉,蝶閥的開啟和閉合需要蝶板的工作才能完成。當有流體流經閥門時蝶板圍繞著軸線運動,該種閥門的開啟和閉合程度和蝶板旋轉的角度相一致的。在設計時該閥門和閥桿不能自行鎖定,往往在蝶桿上安裝渦輪減速器增加蝶閥自鎖功能,這樣能實現對蝶閥的控制。即根據實際需要通過蝶閥控制流體的流量。由于蝶閥構造簡單、尺寸小、重量小,在維修和操作上都非常方便。同時由于蝶閥的結構特點,它的密封性不好、強度不強,因此不適用于對密封性和強度有極高要求的系統(tǒng)管道內。
由于水電站由各個不同的系統(tǒng)組成,其采用蝶閥的規(guī)格也不一樣。機組軸承需要散熱和冷卻,需要管道傳送冷卻水對軸承進行散熱和油的冷卻。利用蝶閥調節(jié)性強的特點將其利用在冷卻系統(tǒng)管道中。
2.5 球閥在水電站系統(tǒng)管道中的應用
球閥的特點正如其名字一樣,它是用一個球體作為閥門開啟和關閉的部件,操作該閥門的閥桿時實現閥門的開啟和閉合。該閥體(球體)有一個小孔,球體圍繞著軸線運動。因此在水電站設備和管道的連接中球閥使用得比較廣泛。由于球閥構造簡單、重量輕,因此便于維修。 同時球閥具有較強的密封性、安全可靠,所以在水電站圓筒閥油壓系統(tǒng)中運用球閥是比較多的。由于在圓筒油壓系統(tǒng)會產生較大的壓力,如果該系統(tǒng)出現故障就需要運用該種閥門關閉管道,同時對故障進行及時處理;或者發(fā)生事故時將事故隔離起來。所以油壓系統(tǒng)閥門需要由設計精密、制造工藝高的專業(yè)閥門制造商提供。
1 不同閥門應用于各類水電站系統(tǒng)管道中 。
水電站除了發(fā)電機組以外還需要設計和建設輔助系統(tǒng),輔助系統(tǒng)中閥門應用合理有利于保證發(fā)電機組的高效工作。針對不同的系統(tǒng)管道需要安裝不同類型的閥門,閥門的主要作用是控制氣體和液體的壓力、流速、流動方向等。閥門可以有效避免管道中流體倒流的情況發(fā)生,同時根據工作需要截斷流體、調整流體的流向,或者將管道內的壓力控制在一定范圍內。如果水電站需要泄洪,閥門可以根據工作需要將氣體或液體進行分流和溢流處理。由于實際工作中系統(tǒng)管道的不同功能和所要控制流體類型的不同,它們對閥門的需求也不一樣。
閥門的選擇應當遵循以下原則:第一,閥門的強度和密封性要符合其應用的環(huán)境。根據管道控制的對象(即氣體和液體)選擇具有不同密封性和強度的閥門。由于流體類型的差異,它們在相同環(huán)境中的壓強是不同的。因此閥門的選擇應考慮到強度和密封性。第二,在選擇閥門時應當考慮調節(jié)功能、動作功能是否能滿足水電站工作的需要。第三,在應用閥門時要根據閥門的材料、結構、公稱通徑等特性將其安裝在合適的系統(tǒng)管道內。
根據水電站不同系統(tǒng)管道的需要,選擇相應規(guī)格和功能的閥門。例如:在具有冷卻和潤滑功能的透平油系統(tǒng)、具有控制液體壓力功能的液壓啟閉油氣系統(tǒng)、具有絕緣和散入用途的油系統(tǒng)中三個系統(tǒng)所需要的閥門是不盡相同的,應當根據實際需求選擇合適的閥門。
2 典型閥門在水電站的應用
2.1 截止閥在水電站氣壓系統(tǒng)管道中的應用
水電站氣系統(tǒng)管道對閥門的密封性和強度具有較高的要求,同時截止閥具有較強的密封性、方向性,因此它可以應用于水電站中壓或者低壓氣系統(tǒng)中。它的工作原理是:截止閥中有一個閥瓣,這個閥瓣的形狀呈塞性。閥門的密封面是一個平面或者錐面,當有氣體流經閥門時,閥瓣是沿著氣體的中心線運動的。通過閥瓣的開啟高度可以判斷流量以及閥門的開啟程度。當閥瓣的開啟高度是公稱半徑的1/4時,那么閥門已經開到最大了。該閥門因為構造簡單所以具有成本低、維護和修理便捷的特點。同時它具有較強的密封性能,工作時間長的優(yōu)點。由于水電站氣系統(tǒng)中的管道長度較長,造成管道內氣壓強,截止閥良好的密封性和強度應用于氣系統(tǒng)管道中是非常合適的。但是當流體阻力過大時,開啟或關閉閥門用力較大,因此流體中如果有雜質是不能用該種閥門的。
2.2 圓筒閥在水電站導水系統(tǒng)中的應用。
圓筒閥是應用于水輪機中的進水閘門。它的安裝位置在固定導葉和進水導葉中間,替代傳統(tǒng)系統(tǒng)管道上的蝶閥和球閥。該閥門由于結構較復雜、閥門規(guī)格大、剛度不好的原因,對安裝的條件有較高的要求。由于該閥門在完全關閉時具有很強的密封性,因此在多泥沙的水電站中可以使用,它能防止導水機因泥沙的磨損造成的工作壽命縮短和損壞。
2.3 閘閥在水電站冷卻油系統(tǒng)中的運用。
閘閥由于其在完全關閉時閘板和閥座兩者的密封面是完全密合的,像一面光潔的平板,因此也稱它為閘板閥。由于它具有密封面完全切合的特點,可以有效阻止流體從其中通過。它的閘板是開啟和關閉閥門的部件,流體的流向和其閘板的運動方向是相垂直的,因此該閥門不能調節(jié)流體的流量,只能完全截斷流體,或者是完全打開讓流體經過。當流體的流量較小時,閘閥的關閉和開啟是比較容易的。并且在流體雙向流動時也可以利用閘閥。在完全開啟狀態(tài)下閘閥的密封面不會受到沖蝕,因此該類型閥門應用的范圍較廣泛。但是在關閉狀態(tài)下閥門的密封面容易受到流體沖擊而造成腐蝕,并且該類型的閥門構造較復雜,因此一旦閘閥需要修理,修理的工作將會比較復雜和困難。同時當流量非常大時,閘閥需要較大空間和較長時間進行開閉動作。在水電站油系統(tǒng)中閘閥得到廣泛應用,水電站中對油壓系統(tǒng)的冷卻(推力軸承油系統(tǒng)、水導軸承油系統(tǒng)等)大多利用閘閥對系統(tǒng)管道內的流體進行截流。在使用閘閥時,閥門的開啟程度需要靠閥桿的實際長度判斷,這種判斷往往不是很精確。在開啟閘門時閥門擰轉到最大位置,則為閘閥的完全開啟位置。
2.4 蝴蝶閥在水電站油氣系統(tǒng)的運用
蝶閥的蝶板形似蝴蝶并能旋轉,蝶閥的開啟和閉合需要蝶板的工作才能完成。當有流體流經閥門時蝶板圍繞著軸線運動,該種閥門的開啟和閉合程度和蝶板旋轉的角度相一致的。在設計時該閥門和閥桿不能自行鎖定,往往在蝶桿上安裝渦輪減速器增加蝶閥自鎖功能,這樣能實現對蝶閥的控制。即根據實際需要通過蝶閥控制流體的流量。由于蝶閥構造簡單、尺寸小、重量小,在維修和操作上都非常方便。同時由于蝶閥的結構特點,它的密封性不好、強度不強,因此不適用于對密封性和強度有極高要求的系統(tǒng)管道內。
由于水電站由各個不同的系統(tǒng)組成,其采用蝶閥的規(guī)格也不一樣。機組軸承需要散熱和冷卻,需要管道傳送冷卻水對軸承進行散熱和油的冷卻。利用蝶閥調節(jié)性強的特點將其利用在冷卻系統(tǒng)管道中。
2.5 球閥在水電站系統(tǒng)管道中的應用
球閥的特點正如其名字一樣,它是用一個球體作為閥門開啟和關閉的部件,操作該閥門的閥桿時實現閥門的開啟和閉合。該閥體(球體)有一個小孔,球體圍繞著軸線運動。因此在水電站設備和管道的連接中球閥使用得比較廣泛。由于球閥構造簡單、重量輕,因此便于維修。 同時球閥具有較強的密封性、安全可靠,所以在水電站圓筒閥油壓系統(tǒng)中運用球閥是比較多的。由于在圓筒油壓系統(tǒng)會產生較大的壓力,如果該系統(tǒng)出現故障就需要運用該種閥門關閉管道,同時對故障進行及時處理;或者發(fā)生事故時將事故隔離起來。所以油壓系統(tǒng)閥門需要由設計精密、制造工藝高的專業(yè)閥門制造商提供。